【正文】 ................................................................ 4 機(jī)械手控制的基本工藝和控制要求 .................................................... 4 操作面板布置 .............................................................................................. 6 3 機(jī)械手控制系統(tǒng)的 PLC 控制的硬件設(shè)計(jì) ................................................ 7 PLC 的選型 ................................................................................................. 7 輸入 /輸出端子地址分配 ......................................................................... 8 控制系統(tǒng)的電氣原理圖 .......................................................................... 8 4 機(jī)械手控制系 統(tǒng)的 PLC 控制的軟件設(shè)計(jì) .............................................. 10 PLC 程序設(shè)計(jì)思想 ................................................................................ 10 系統(tǒng)的程序流程圖 ................................................................................... 10 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件的 整體設(shè)計(jì) ....................................................... 12 5 監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .............................................................................................. 18 組態(tài)軟件 iFIX 的簡(jiǎn)介 ............................................................................ 18 系統(tǒng)環(huán)境的選取 ....................................................................................... 18 組態(tài) 界面設(shè)計(jì) ............................................................................................ 19 運(yùn)行狀態(tài)顯示 ............................................................................................ 22 結(jié) 束 語(yǔ) ................................................................................................................... 24 致 謝 ................................................................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 26 附 錄 ................................................................................................................... 27 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 1 1 緒論 引言 隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備代替人工作業(yè)成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展 趨勢(shì)。 最后 ，利用 iFIX 組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)該系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，使得系統(tǒng)得到最合理的控制。如位置發(fā)生稍許偏差時(shí)，即能更正并自行檢測(cè)，重點(diǎn)是研究視覺功能和觸覺功能。 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。它是一個(gè)水平 /垂直運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用來將工件由工作臺(tái) A 搬到工作臺(tái) B。右移到位時(shí)，碰到右限位開關(guān)，右移電磁閥斷電，停止右移。 單周期操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周 期的動(dòng)作后就停止。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：極高的可靠性、極豐富的指令集、易于掌握、便捷的操作、豐富的內(nèi)置集成功能、實(shí)時(shí)特性、強(qiáng)勁的通訊能力以及豐富的擴(kuò)展模塊。 其 I/O 具體分配如表 31所 列 [11]。依據(jù)計(jì)算機(jī)程序的設(shè)計(jì)思想，基本程序的機(jī)構(gòu)方式只有三種，即順序結(jié)構(gòu)、條件分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)機(jī)構(gòu)。 在 控 制工程的應(yīng)用中，良好的軟件設(shè)計(jì) 更 方便 工程技術(shù)人員理解 、 掌握、調(diào)試系統(tǒng)與日常系統(tǒng)維護(hù)。程序完全是按照原點(diǎn) → 下降 → 夾緊 → 上升 → 右移 → 下降 → 放松 → 上升→ 左移 → 原點(diǎn)這一過程來編寫。生產(chǎn)的關(guān)鍵信息可以通過 iFIX 貫穿從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)到企業(yè)經(jīng)理的桌面的全廠管理 體系，以方便管理者做出更快速更高效的決策，從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益 [13]。 單擊 “保存 ”按鈕返回，在點(diǎn)名單元格中就增加了新的點(diǎn)名。通過這種仿真，最終得到該控制系統(tǒng) 基本滿足 生產(chǎn)工藝的要求。s 21 win. Michel Platini, president of European football39。t want to give vent to out your inner voice can be in the high school children of the feelings in a period, but was eventually infarction when graduation party in the throat, later again stood on the pitch he has sweat profusely, looked at his thrown a basketball hoops, suddenly found himself has already can39。s antiracism taskforce, is in London for the Football Association39。 圖 56 機(jī)械手上升到位 當(dāng)機(jī)械手右移到位時(shí) ，“右移到位”指示燈 及“夾緊”指示燈均顯示為紅色，如圖 57 所示。本系統(tǒng)的組態(tài)環(huán)境如表 51 所示。具體程序如圖 46 所示，上升、下降、右移、左移、夾緊 /放松 6 種操作由內(nèi)部繼電器 ~ 完成邏輯控制，通過內(nèi)部繼電器 ~ 在主程序中完成 控制。 (2) 自動(dòng)方式下步進(jìn)控制子程序 當(dāng)選擇開關(guān)撥到步進(jìn)控制位置時(shí)，進(jìn)入步進(jìn)控制子程序，完成機(jī)械手一步一步地動(dòng)作。 根據(jù)機(jī)械手順序動(dòng)作的過程， 設(shè)計(jì)出機(jī)械手動(dòng)作的流程圖，如圖 41 所示。 通過 對(duì) 系統(tǒng)的分析，本課題的機(jī)械手控制共有 18 輸入點(diǎn)， 6 個(gè)輸出點(diǎn)。 另外，面板上還設(shè)置了電源供給按鈕、緊急停車按鈕、電源指示燈以及機(jī)械手原點(diǎn)指示燈。例如，當(dāng)選擇上 /下運(yùn)動(dòng)時(shí)，分別由上升 /下降按鈕控制。 ○ 2 同時(shí)接通夾緊電磁閥，機(jī)械手夾緊。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、控制方式不靈活及功率消耗大等缺點(diǎn)，目前已逐漸被人們 所淘汰；微機(jī)控制系統(tǒng)雖然在智能控制方面有較強(qiáng)大的功能，但也存在一定的不足之處，即抗干擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)。機(jī)械手的應(yīng)用很好的解決了這一情況，它不存在重復(fù)的偶然失誤，也能有效的避免了人身事故 [3]。 國(guó)外機(jī)械手在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用較多，發(fā)展也很快。應(yīng)用 PLC 控制機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的工序動(dòng)作，不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對(duì)保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，有著十分重要的意義。 機(jī)械手控制系統(tǒng)就是將機(jī)械手的運(yùn)行通過一整套的系統(tǒng)進(jìn)行完全控制。同時(shí)，隨著機(jī)械手的小型化和微型化，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)突破傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域，而向著電子信息 、生物技術(shù)、生命科學(xué)及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展 [17]。 因此，在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)生產(chǎn)線上目前幾乎都設(shè)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn) [4]。同樣，左移 /右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。上升到位時(shí)，碰到上限 位開關(guān)，上升電磁閥斷電，停止上升。 所以本課題機(jī)械手控制系統(tǒng) 的 PLC 選用西門子 S7200 類型 [7]。自動(dòng)工作方式下啟動(dòng)后，再設(shè)置相應(yīng)運(yùn)行PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 9 模式即自動(dòng)方式下步進(jìn)操作、自動(dòng)方式下單周期操作或自動(dòng)方式下連續(xù)操作。 因此，每種工作方式下機(jī)械手的動(dòng) 作選用順序機(jī)構(gòu)控制。自動(dòng)方式下操作是通過按鈕 、 、 分別選擇步進(jìn)控制、單周期控制、連續(xù)控制。當(dāng)需要停止操作時(shí)，按 能結(jié)束操作。 (2) 它 提供了強(qiáng)大而靈活的多重冗余功能，保證系統(tǒng)的不間斷監(jiān)控，包括備份 SCADA 服務(wù)器、 LAN 冗余以及利用網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)服務(wù)器和 iFIX 診斷顯示程序監(jiān)視、控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)。 圖 53 機(jī)械手控制系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)庫(kù) (2) 繪制組態(tài)畫面 進(jìn)入組態(tài)軟件工作后，點(diǎn)擊“工作臺(tái)”，選中“工具箱”，會(huì)出現(xiàn) 繪圖工具箱。這是因?yàn)槲C(jī)控制在智能控制方面有強(qiáng)大的功能，能提高機(jī)械手的控制性能和控制精度?；蛟S是愧疚于自己似乎把轉(zhuǎn)瞬即逝的很多個(gè)不同的日子過成了同一天的樣子；或許是追溯過去，對(duì)自己那些近乎偏執(zhí)的怪異信念的醒悟，這些天以來，思緒一直很凌亂，在腦海中不斷糾纏。二十年的人生軌跡深深淺淺，突然就感覺到 有些事情，非做不可了。 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 25 致 謝 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 26 參考文獻(xiàn) [1] 嚴(yán)學(xué)高 ,孟正大 .機(jī)器人原理 [M]. 南京： 東南大學(xué)出版社 ,1992. [2] 孫開敏 .機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]. 科技信息學(xué)報(bào) ,2021,(3). [3] 張建民 .工業(yè)機(jī)器人 [M].北京： 北京理工大學(xué)出版社 ,. [4] 蔡自興 .機(jī)器人學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展戰(zhàn)略 [J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 ,2021,(4):1116. [5] 李靜 .機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,1996. [6] 陸鑫 .氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) [M].上海 ： 上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 ,2021. [7] 袁任光 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例 [M].廣州 ： 華南理工大學(xué)出版社 ,1997. [8] 張萬(wàn)忠 .電器與 PLC 控制技術(shù) [M].北京 ： 化工工業(yè)出版社 ,2021. [9] 張桂香 .電氣控制與 PLC 應(yīng)用 [M].北京 ： 化工工業(yè)出版社 ,2021. [10] 王永華 .現(xiàn)代 電器控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021. [11] SIMATIC S7200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)：西門子公司 ,2021. [12] 安江波 ,孫昌將 ,凌華 .水下機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究 [J].機(jī)械工程與自動(dòng)化 ,2021,(2). [13] 吳作明 .工控組態(tài)軟件與 PLC 應(yīng)用技術(shù) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021. [14] 張運(yùn)剛 ,宋小春 ,郭武強(qiáng) .從入門到精通 工業(yè)組態(tài)技術(shù)與應(yīng)用 [M].北京：人民出版社 ,2021. [15] Mohamed Boukattaya, Tarak Damak,Mhamed Jallouli. Robust Adaptive Control for Mobile Manipulators [J]. International Journal of Automation and Computing, 2021, (8):813. [16] Lianghong WU, Yaonan WANG, Shaowu ZHOU. Selfadapting control parameters modified differential evolution for trajectory planning of manipulators